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1、Fundamentals of Control Technology,项目五 过程控制系统 任务二 过程控制系统的信号传输,一、信号,信号应有一种载体媒介，如“声波”、“电脉冲”、“电磁波”、“光脉冲”等。信息被信号的能量强弱、变化快慢及变化规律等特征所表达。,信号是一种通过媒介传递的、含有某种信息的实际物理量。,一、信号,数学描述：一个或若干个自变量的函数或序列的形式，如正弦交流信号的数学表达式。波形描述：按照函数随自变量的变化关系，以曲线、图形方式表示出来。,信号能被接收、应用，反映出信号是可能被描述出来的。,一、信号,确定信号和随机信号时间连续信号与离散信号模拟信号与数字信号,按信号的描
2、述形式划分：,电信号（电压、电流、电脉冲、电频率等）光信号（光强度、光脉冲、光频率等）电磁信号气信号（气压、气脉冲等）液压信号,按信号的物理形式划分：,二、信号转换放大与抗干扰,传感器的输出信号取决于传感器本身，不一定符合接收设备对信号形式、种类及大小、变化特性的需要，要进行一次或多次转换；传感器输出信号很小，不宜传输、不便使用，信号在传递、转换或使用前需进行适当放大。信号中多少都存在着非信息本身的信号，在传输与利用信号过程中，需要设法消减、滤除干扰，保证信息的真实性。,二、信号转换放大与抗干扰,干扰产生因素：信号管线的阻抗特性影响；周围环境的电磁、静电干扰。干扰去除方法：电磁屏蔽、防雷、防静
3、电、接地；导线特性阻抗匹配；信号种类选择、滤波。,三、信号制式与传输规则模拟信号,对于气动仪表，标准规定信号范围为20 100kPa。对于电动类装置，现采用420mA DC和15V DC的信号制式,负载电阻为250 750。液动仪表很少用。,三、信号制式与传输规则模拟信号,三、信号制式与传输规则模拟信号,直流电流信号的优点：直流电流信号比交流电流信号的干扰小；直流电流信号对负载的要求简单，只需考虑负载电阻；电流比电压更利于信息远传，只要沿途没有漏电流，电流的数值始终一样，低电压电路中漏电流一般可以忽略不计。采用420mA DC 电流信号的理由：直流仪表的电气零点为4mA，有利于识别仪表断电、断线等故障；变送器才能实现两线制（电源线与信号线合并为两根导线）。,三、信号制式与传输规则模拟信号,用电压信号传送的信息可以采用并联连接方式，使同一个电压信号为多个仪表所接收；任何一个仪表拆离信号回路都不会影响其他仪表的运行；信号源负极接地时，各仪表内部电路对地都有同样的电位，不仅解决了接地问题，而且各仪表可共用一个直流电源。各接受仪表的输入阻抗要足够高，否则将引起误差，误差大小与接收仪表输入电阻高低及接收仪表个数有关。,采用电压信号传送的理由：,三、信号制式与传输规则模拟信号,控制系统仪表之间的典型连接方式,三、信号制式与传输规则脉冲（开关）信号,四、通讯协议,四、通讯协议,
